特開 2023-92661 給電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023092661

(43)【公開日】2023-07-04

(54)【発明の名称】給電システム

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/10 20060101AFI20230627BHJP

【ＦＩ】

G05F1/10 301D

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021207815

(22)【出願日】2021-12-22

(71)【出願人】

【識別番号】390000594

【氏名又は名称】株式会社レクザム

(74)【代理人】

【識別番号】100115749

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 英和

(74)【代理人】

【識別番号】100121223

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 悟道

(72)【発明者】

【氏名】谷本 卓也

(72)【発明者】

【氏名】古川 典尚

(72)【発明者】

【氏名】山地 佑介

(72)【発明者】

【氏名】石川 聡祐

(72)【発明者】

【氏名】川上 健瑠

【テーマコード（参考）】

5H410

【Ｆターム（参考）】

5H410CC03

5H410DD03

5H410FF11

5H410FF22

5H410FF26

5H410LL02

(57)【要約】

【課題】装置間の接点を増やすことなく、被給電装置が有する複数のセンサによる測定値の取得を、電源装置側で行うことができるようにする。
【解決手段】給電システム１は、被給電装置１０と、着脱可能に装着された被給電装置１０に電力を供給する電源装置２０とを備える。被給電装置１０は、負荷１３と、負荷用接点と負荷１３とを接続するための負荷用配線１７と、第１及び第２のセンサ１４と、センサ用接点と第１及び第２のセンサ１４とを接続するためのセンサ用配線１８と、第１及び第２のセンサ１４を切り替えるための切替部１６ａとを備える。なお、負荷用配線１７とセンサ用配線１８とは直接接続されていない。電源装置２０は、電源を負荷用接点に接続するための配線と、センサ用接点に接続され、切替部１６ａによる切り替えに応じて、第１及び第２のセンサ１４の測定値を取得する測定部２４ａとを備える。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被給電装置と、着脱可能に装着された前記被給電装置に電力を供給する電源装置とを備えた給電システムであって、
前記電源装置及び前記被給電装置は、前記被給電装置が前記電源装置に装着された際に接続される２個の負荷用接点及び２個のセンサ用接点をそれぞれ有しており、
前記被給電装置は、
負荷と、
前記負荷用接点と前記負荷とを接続するための負荷用配線と、
第１及び第２のセンサと、
前記センサ用接点と前記第１及び第２のセンサとを接続するためのセンサ用配線と、
前記第１及び第２のセンサを切り替えるための切替部と、を備え、
前記被給電装置において、前記負荷用配線と前記センサ用配線とは直接接続されておらず、
前記電源装置は、
電源を前記負荷用接点に接続するための配線と、
前記センサ用接点に接続され、前記切替部による切り替えに応じて、前記第１及び第２のセンサの測定値を取得する測定部と、を備えた、給電システム。

【請求項2】

前記電源は交流電源であり、
前記切替部は、前記負荷用配線における交流電圧の位相に応じて前記第１及び第２のセンサに関する切り替えを行い、
前記測定部は、前記交流電源に接続された配線における交流電圧の位相に応じて、前記第１及び第２のセンサに関する測定を行う、請求項１記載の給電システム。

【請求項3】

前記切替部は、
前記第１のセンサと直列に接続された第１の逆電流防止素子と、
前記第２のセンサと直列に接続された第２の逆電流防止素子と、を有し、
前記第１及び第２の逆電流防止素子は、並列かつ逆向きに接続され、
前記測定部は、前記第１の逆電流防止素子が順方向となり、前記第２の逆電流防止素子が逆方向となるように直流電流を供給して前記第１のセンサに関する測定を行い、前記第２の逆電流防止素子が順方向となり、前記第１の逆電流防止素子が逆方向となるように直流電流を供給して前記第２のセンサに関する測定を行う、請求項１記載の給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被給電装置と、被給電装置に電力を供給する電源装置とを備えた給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、図５で示されるように、調理器などの被給電装置１１０と、着脱可能に装着された被給電装置１１０に電力を供給する電源装置１２０とを備えた給電システム１０１が知られている。被給電装置１１０は、第１及び第２の負荷用接点１１ａ，１１ｂと、第１及び第２のセンサ用接点１２ａ，１２ｂとを有しており、電源装置１２０は、第１及び第２の負荷用接点２１ａ，２１ｂと、第１及び第２のセンサ用接点２２ａ，２２ｂとを有している。そして、電源装置１２０に被給電装置１１０が装着され、両装置のアダプタが接続されることによって、各装置のアダプタに設けられている第１及び第２の負荷用接点１１ａ，１１ｂと、第１及び第２の負荷用接点２１ａ，２１ｂとがそれぞれ接続され、第１及び第２のセンサ用接点１２ａ，１２ｂと、第１及び第２のセンサ用接点２２ａ，２２ｂとがそれぞれ接続される。その結果、電源装置１２０から被給電装置１１０の負荷１３に、商用電源２からの交流電力が供給されると共に、被給電装置１１０のセンサ１４の値が、電源装置１２０の測定部１２４ａによって取得されることになる。なお、負荷１３は、例えば、調理器において用いられる加熱用のヒータであってもよい。また、センサ１４は、サーミスタなどの温度センサであってもよい。また、電源装置１２０は、交流を直流に変換可能な電源回路１２３を有しており、測定部１２４ａ等は、その直流を用いてセンサ１４の測定値を取得することができる。

【0003】

具体的には、センサ１４がサーミスタなどの抵抗出力型の受動型センサである場合には、例えば、センサ１４と、抵抗値が既知である抵抗２５との分圧電圧値を検出することによって、センサ１４の抵抗値を取得し、その抵抗値を用いて温度等を取得することができる。例えば、図５において、被給電装置１１０が電源装置１２０に装着された状態において、測定部１２４ａが、第１のセンサ用接点２２ａを所定の電位に設定し、第２のセンサ用接点２２ｂの電圧を測定することによって、センサ１４の抵抗値を取得することができる。そして、測定部１２４ａは、温度と抵抗値との関係から温度を取得することができる。

【0004】

そのような従来の給電システム１０１において、アダプタにおける接点の個数を増やすことなく、被給電装置１１０で用いるセンサの個数を増やしたいという要望があった。そのため、被給電装置１１０と電源装置１２０とを、図６で示されるように構成することが考えられる。図６で示される給電システム１０１における電源回路１２３は、半波整流回路であるとする。そして、第１の負荷用接点２１ａ側を基準電位とすることによって、測定部１２４ｂは、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２と、抵抗値が既知である抵抗２５ａ，２５ｂとの分圧電圧値をそれぞれ検出することによって、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２の温度をそれぞれ取得することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、図６で示される給電システム１０１においては、被給電装置１１０に電力が供給されている際に、被給電装置１１０が取り外されることによって、または、接点不良などによって、基準電位の第１の負荷用接点１１ａと第１の負荷用接点２１ａとの接続が切れた場合に、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２や測定部１２４ｂに交流の過電圧が印加されることで過大な電流が流れることになり、装置が故障するという問題がある。

【0006】

また、ヒータ等の負荷１３に通電中である場合には、第１の負荷用接点１１ａ，２１ａに数アンペア程度の電流が流れることになり、その接点における接触抵抗の影響によって、被給電装置１１０側と、電源装置１２０側とにおいて基準電位にずれが生じ、センサ１４－１，１４－２の抵抗値を正確に測定することができなくなるという問題がある。この基準電位のずれの程度は、装置によって異なり、また、経年的に変化するため、センサ１４－１，１４－２の抵抗値の正確な測定は困難である。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、接点の個数を増やすことなく、被給電装置において２以上のセンサによる測定をより正確に行うことができると共に、装置が故障しないようにすることができる給電システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一態様による給電システムは、被給電装置と、着脱可能に装着された被給電装置に電力を供給する電源装置とを備えた給電システムであって、電源装置及び被給電装置は、被給電装置が電源装置に装着された際に接続される２個の負荷用接点及び２個のセンサ用接点をそれぞれ有しており、被給電装置は、負荷と、負荷用接点と負荷とを接続するための負荷用配線と、第１及び第２のセンサと、センサ用接点と第１及び第２のセンサとを接続するためのセンサ用配線と、第１及び第２のセンサを切り替えるための切替部と、を備え、被給電装置において、負荷用配線とセンサ用配線とは直接接続されておらず、電源装置は、電源を負荷用接点に接続するための配線と、センサ用接点に接続され、切替部による切り替えに応じて、第１及び第２のセンサの測定値を取得する測定部と、を備えた、ものである。
このような構成により、被給電装置において切替部によってセンサを切り替えることができるため、接点を増やすことなく、電源装置において、第１及び第２のセンサによる測定値を取得することが可能になる。また、被給電装置において、負荷用配線とセンサ用配線とが直接接続されていないことにより、仮に負荷に電力を供給するための一方の配線における接点における接続が切れたとしても、センサや測定部に、負荷用配線を流れている過大な電流が流れる事態は生じないことになり、装置の故障を回避できる。また、負荷用接点を介さないでセンサによる測定を行うため、負荷用接点における電位のずれの影響も受けないことになる。

【0009】

また、本発明の一態様による給電システムでは、電源は交流電源であり、切替部は、負荷用配線における交流電圧の位相に応じて第１及び第２のセンサに関する切り替えを行い、測定部は、交流電源に接続された配線における交流電圧の位相に応じて、第１及び第２のセンサに関する測定を行ってもよい。
このような構成により、２個のセンサの切り替えタイミングと測定タイミングとを、交流の位相を用いて同期させることができ、電源装置において第１及び第２のセンサによる測定値を取得することが可能になる。

【0010】

また、本発明の一態様による給電システムでは、切替部は、第１のセンサと直列に接続された第１の逆電流防止素子と、第２のセンサと直列に接続された第２の逆電流防止素子と、を有し、第１及び第２の逆電流防止素子は、並列かつ逆向きに接続され、測定部は、第１の逆電流防止素子が順方向となり、第２の逆電流防止素子が逆方向となるように直流電流を供給して第１のセンサに関する測定を行い、第２の逆電流防止素子が順方向となり、第１の逆電流防止素子が逆方向となるように直流電流を供給して第２のセンサに関する測定を行ってもよい。
このような構成により、第１及び第２のセンサに供給する直流電流の向きを変更することによって、第１及び第２のセンサを切り替えることができ、電源装置において第１及び第２のセンサによる測定値を取得することが可能になる。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様による給電システムによれば、接点の個数を増やすことなく、少なくとも２個のセンサによる測定を実現することができる。また、負荷用配線を流れる過大な電流がセンサや測定回路に流れることはないため、装置の故障を回避できる。さらに、負荷用接点における電位のずれの影響も受けないため、センサを用いたより正確な測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態１による給電システムの外観を示す斜視図

【図2A】同実施の形態による給電システムの構成を示すブロック図

【図2B】同実施の形態におけるＡＣ位相検出回路の構成を示す回路図

【図3A】本発明の実施の形態２による給電システムの構成を示すブロック図

【図3B】同実施の形態における切替部の構成を示す回路図

【図4】本発明の実施の形態３による給電システムの構成を示すブロック図

【図5】従来の給電システムの構成を示すブロック図

【図6】従来の給電システムの他の構成を示すブロック図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明による給電システムについて、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。

【0014】

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による給電システムについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による給電システムは、交流電圧の位相に応じてセンサを切り替えるものである。

【0015】

図１は、本実施の形態による給電システム１の外観を示す斜視図であり、図２Ａは、給電システム１の構成を示すブロック図であり、図２Ｂは、ＡＣ位相検出回路４１の構成の一例を示す回路図である。なお、従来例の給電システム１０１において説明した構成については、再度の説明を省略することもある。

【0016】

本実施の形態による給電システム１は、被給電装置１０と、電源装置２０とを備える。本実施の形態では、被給電装置１０が調理器であり、電源装置２０が、調理器である被給電装置１０の載置される電源台である場合について主に説明するが、被給電装置１０は調理器以外の装置であってもよい。

【0017】

被給電装置１０は、第１及び第２の負荷用接点１１ａ，１１ｂと、第１及び第２のセンサ用接点１２ａ，１２ｂと、負荷１３と、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２と、切替部１６ａと、第１及び第２の負荷用接点１１ａ，１１ｂと負荷１３とを接続するための負荷用配線１７と、第１及び第２のセンサ用接点１２ａ，１２ｂと第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２とを接続するためのセンサ用配線１８とを備える。なお、図２Ａで示されるように、被給電装置１０において、負荷用配線１７とセンサ用配線１８とは、切替部１６ａを介して接続されているだけであり、直接接続されていない。したがって、負荷１３に電力が供給されている状態において負荷用の接点のうち一方の接続が切れたとしても、センサ用配線１８に過大な電流が流れることはない。なお、直接接続とは、他の部品を介さない、じかに接続点を持つ接続であってもよい。また、切替部１６ａは、ＡＣ位相検出回路３１と、スイッチ３２とを有する。なお、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２を特に区別しない場合には、センサ１４と呼ぶこともある。

【0018】

電源装置２０は、着脱可能に装着された被給電装置１０に電力を供給するものであり、第１及び第２の負荷用接点２１ａ，２１ｂと、第１及び第２のセンサ用接点２２ａ，２２ｂと、電源回路２３と、測定部２４ａと、抵抗２５と、商用電源２を第１及び第２の負荷用接点２１ａ，２１ｂに接続するための負荷用配線２６と、測定部２４ａと第１及び第２のセンサ用接点２２ａ，２２ｂとを接続するためのセンサ用配線２７とを備える。また、測定部２４ａは、ＡＣ位相検出回路４１と、取得部４２とを有する。なお、電源装置２０の電源コード２０ａの先端のプラグがコンセントに差し込まれることによって、電源装置２０が商用電源２に接続され、商用電源２からの交流電力が電源装置２０に供給されてもよい。また、図２Ａでは省略しているが、電源装置２０は、センサ１４の測定値に応じて負荷１３を制御する制御回路を備えていてもよい。

【0019】

被給電装置１０が有する第１及び第２の負荷用接点１１ａ，１１ｂ、並びに第１及び第２のセンサ用接点１２ａ，１２ｂと、電源装置２０が有する第１及び第２の負荷用接点２１ａ，２１ｂ、並びに第１及び第２のセンサ用接点２２ａ，２２ｂとは、被給電装置１０が電源装置２０に装着され、被給電装置１０側のアダプタ（図示せず）と、電源装置２０側のアダプタ２０ｂとが接続されることによって、それぞれ接続される。そして、電源装置２０から負荷１３に電力が供給され、２個のセンサ１４の測定値が電源装置２０で取得されることになる。なお、本実施の形態では、アダプタが、負荷用に２極、センサ用に２極の４接点を有するアダプタである場合について主に説明するが、海外向けの製品では、アダプタは、対地極が追加された５接点を有するものであってもよい。５接点を有するアダプタも、対地極以外は４接点のアダプタと同様であるため、以下、４接点を有するアダプタについて説明する。なお、アダプタの形状は、図１で示されるものに限定されないことは言うまでもない。少なくとも４個の接点を接続したり、切り離したりすることができるアダプタであれば、形状や構成は問わない。

【0020】

本実施の形態では、負荷１３が調理用のヒータであり、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２がそれぞれ温度センサ（例えば、サーミスタ）である場合について主に説明する。温度センサであるセンサ１４は、例えば、水温測定用のセンサ、調理対象の内部温度測定用のセンサ、蒸気測定用のセンサ、調理器の特定の箇所の温度測定用のセンサなどから任意に選択されるものであってもよい。本実施の形態では、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２によって、それぞれ調理器における異なる位置の温度を測定するものとする。なお、負荷１３は、ヒータ以外のモータや照明などであってもよい。また、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２も、サーミスタ以外のセンサであってもよい。ただし、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２は、抵抗出力型の受動型センサであることが好適である。抵抗出力型のセンサは、センサの抵抗値を測定することによってセンサの測定値を取得することができるセンサである。サーミスタ以外の抵抗出力型の受動型センサは特に限定されないが、例えば、光センサ（ＣｄＳ）、抵抗式ポジションセンサ、ひずみゲージ、抵抗変化型の湿度センサなどであってもよい。

【0021】

切替部１６ａは、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２を切り替えるためのものである。切替部１６ａの切り替えに応じて、電源装置２０に接続されるセンサ１４、すなわち測定対象のセンサ１４が切り替えられることになる。その切り替えは、電源装置２０による制御に応じて行われてもよく、または、被給電装置１０において行われてもよい。本実施の形態では、交流電圧の位相に応じたセンサの切り替えが行われる場合について説明し、実施の形態２では、電源装置２０から供給される電流の向きに応じてセンサが切り替えられる場合について説明し、実施の形態３では、それらを組み合わせた場合について説明する。なお、結果として、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２による測定をそれぞれ行うことができるのであれば、切替部１６ａによって第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２を切り替える方法は問わない。本実施の形態では、切替部１６ａによって、第１のセンサ１４－１のみの抵抗値が測定される状況と、並列接続された第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２の合成抵抗値が測定される状況とが切り替えられる場合について主に説明する。電源装置２０では、前者の状況において第１のセンサ１４－１の抵抗値を測定することができ、第１のセンサ１４－１の抵抗値と、後者の状況において測定された合成抵抗値とを用いて、第２のセンサ１４－２の抵抗値を取得することができる。

【0022】

切替部１６ａは、負荷用配線１７における交流電圧の位相に応じて第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２に関する切り替えを行う。より具体的には、切替部１６ａが有するＡＣ位相検出回路３１は、負荷１３に供給される交流電圧の位相を検出して、その検出結果に応じた出力を行う。そして、その出力に応じてスイッチ３２が開閉することによって切り替えが行われることになる。ＡＣ位相検出回路３１は、例えば、零交差検出器であってもよい。この場合には、負荷用配線１７における交流電圧において零交差（ゼロクロス）が検出されるごとにスイッチが開閉される。例えば、電圧の位相が０からπまでの間は、スイッチ３２が開放され、電圧の位相がπから２πまでの間は、スイッチ３２が閉鎖されてもよい。スイッチ３２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）であってもよく、その他のスイッチ素子であってもよい。

【0023】

電源装置２０の電源回路２３は、負荷用配線２６に接続され、商用電源２からの交流電力を直流電力に変換して測定部２４ａに供給する。電源回路２３では、例えば、半波整流器や全波整流器によってＡＣ／ＤＣ変換が行われてもよい。また、電源回路２３では、トランスやスイッチング素子などを用いて電圧の変換が行われ、所定の直流電圧が測定部２４ａに供給されてもよい。

【0024】

測定部２４ａは、第１及び第２のセンサ用接点２２ａ，２２ｂに接続され、切替部１６ａによる切り替えに応じて、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２の測定値を取得する。測定部２４ａは、切替部１６ａによるセンサ１４に関する切り替えに応じてそれぞれ測定を行い、結果として、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２のそれぞれの測定値を取得するものである。本実施の形態では、測定部２４ａが、交流電源に接続された負荷用配線２６における交流電圧の位相に応じて、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２に関する測定を行う場合について主に説明する。より具体的には、測定部２４ａが有するＡＣ位相検出回路４１は、ＡＣ位相検出回路３１と同様のものであり、負荷１３に供給される交流電圧の位相を検出して、その検出結果に応じた出力を行う。そして、その出力に応じて、取得部４２は、第１のセンサ１４－１のみの抵抗値、または、並列接続された第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２の合成抵抗値を取得することによって、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２の抵抗値を取得することができ、各センサ１４の測定値を取得することができる。このように、本実施の形態では、被給電装置１０におけるセンサ１４の切り替えと、電源装置２０における測定の切り替えとが、交流電圧の位相によって同期されることになる。

【0025】

抵抗２５は、抵抗値が既知であり、第１のセンサ１４－１の抵抗値、または、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２の合成抵抗値を測定する際に用いられる。取得部４２は、第１のセンサ用接点２２ａが所定の電位となっている際に、測定対象の抵抗と、抵抗２５との分圧電圧値を検出することによって、測定対象の抵抗の抵抗値を取得することができる。

【0026】

ＡＣ位相検出回路４１は、例えば、図２Ｂで示されるように構成されてもよい。図２Ｂで示されるＡＣ位相検出回路４１は、ダイオード５１と、ダイオード５１のアノード側に直列接続された抵抗５２と、ダイオード５１と並列に接続されたキャパシタ５３と、ベースがダイオード５１のアノード側に接続され、エミッタがダイオード５１のカソード側に接続されたＰＮＰのバイポーラトランジスタ５４とを備えている。そして、ダイオード５１のカソード側と、抵抗５２のダイオード５１と反対側の端部とがそれぞれ交流電源に接続され、バイポーラトランジスタ５４のコレクタが出力となる。この出力は、交流電圧がゼロクロスするごとに、ＯＮ／ＯＦＦを交互に繰り返すものとなる。この出力は、取得部４２に入力される。したがって、取得部４２は、その出力によって、交流電圧の位相が０～πであるのか、π～２πであるのかを知ることができる。ＡＣ位相検出回路３１も、ＡＣ位相検出回路４１と同様の構成であってもよい。ＡＣ位相検出回路３１の出力は、スイッチ３２に入力され、それによってスイッチ３２が開閉されることになる。例えば、その出力はＭＯＳＦＥＴであるスイッチ３２のゲートに入力されてもよい。

【0027】

次に、本実施の形態による給電システム１における２個のセンサ１４を用いた測定について説明する。ここでは、交流電圧の位相が０～πの間はスイッチ３２が開放され、π～２πの間はスイッチ３２が閉鎖されるものとする。被給電装置１０が電源装置２０に装着された状態において、測定部２４ａは、第１のセンサ用接点２２ａの電位があらかじめ決められた値（例えば、５Ｖなど）になるように、直流電圧を被給電装置１０側に出力する。また、取得部４２は、ＡＣ位相検出回路４１の出力によって、スイッチ３２の切り替わりのタイミングを知ることができる。したがって、取得部４２は、交流電圧の位相が０～πの間に測定した第２のセンサ用接点２２ｂの電位に応じて、第１のセンサ１４－１の抵抗値Ｒ１を取得して、第１のセンサ１４－１の温度を取得することができる。また、取得部４２は、交流電圧の位相がπ～２πの間に測定した第２のセンサ用接点２２ｂの電位に応じて、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２の合成抵抗値Ｒを取得して、その抵抗値Ｒと、直前に取得した第１のセンサ１４－１の抵抗値Ｒ１とを用いて、次式のように、第２のセンサ１４－２の抵抗値Ｒ２を取得することができる。また、取得部４２は、その抵抗値Ｒ２を用いて第２のセンサ１４－２の温度を取得することができる。このようにして、２個のセンサ１４による測定を実現することができる。
Ｒ２＝Ｒ１×Ｒ／（Ｒ１－Ｒ）

【0028】

なお、本実施の形態のＡＣ位相検出回路３１，４１において、ホトカプラを用いて位相を検出してもよい。ホトカプラを用いた位相検出は、センサ１４側や取得部４２側と、ＡＣ位相検出回路３１，４１側とで電位が異なる場合において絶縁性を向上させるのに有効である。また、本実施の形態では、ＡＣ位相検出回路３１，４１が零交差検出器である場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、ＡＣ位相検出回路３１，４１は、交流電圧が最大または最小になるタイミングを検出するものであってもよい。この場合には、交流電圧が最大または最小になるタイミングで、スイッチ３２が切り替えられてもよい。また、本実施の形態では、ＡＣ位相検出回路３１，４１が交流電圧における位相を検出する場合について説明したが、交流電圧の位相と交流電流の位相とは所定の関係があるため、ＡＣ位相検出回路３１，４１は、交流電流の位相を検出していると考えることもできる。また、本実施の形態では、第２のセンサ１４－２の抵抗値を算出する際に、直前に取得された第１のセンサ１４－１の抵抗値を用いる場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、第２のセンサ１４－２の抵抗値を算出する際に、直後に取得された第１のセンサ１４－１の抵抗値が用いられてもよく、直前と直後に取得された第１のセンサ１４－１の抵抗値の平均が用いられてもよい。また、本実施の形態では、切替部１６ａによって、第１のセンサ１４－１のみの抵抗値が測定される状況と、並列接続された第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２の合成抵抗値が測定される状況とが切り替えられる場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。切替部１６ａは、第１のセンサ１４－１のみの抵抗値が測定される状況と、第２のセンサ１４－２のみの抵抗値が測定される状況とを切り替えてもよい。この場合には、例えば、第１のセンサ１４－１と直列に別のスイッチが接続されていてもよい。そして、第１のセンサ１４－１と直列接続されたスイッチは、ＡＣ位相検出回路３１の出力によって、スイッチ３２の開閉状態と逆の開閉状態になるように制御されてもよい。

【0029】

以上のように、本実施の形態による給電システム１によれば、切替部１６ａによって第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２に関する切り替えを行うことによって、アダプタにおける接点を増やすことなく汎用のアダプタを用いて、電源装置２０において２個のセンサ１４による測定値を取得することができるようになる。また、被給電装置１０において、負荷用配線１７とセンサ用配線１８とが直接接続されていないため、仮に第１の負荷用接点１１ａ，２１ａと、第２の負荷用接点１１ｂ，２１ｂとの一方の接続が切れたとしても、センサ１４や測定部２４ａに負荷用配線１７を流れる過大な電流が流れる事態が生じないようにすることができ、給電システム１の故障を回避することができる。また、負荷用の接点を介さないでセンサ１４による測定を行うため、負荷用の接点における高電流に応じた電位のずれの影響を受けないことになり、精度の高い測定を実現することができる。

【0030】

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による給電システムについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による給電システムは、電源装置から供給される電流の向きによって、センサが切り替えられるものである。

【0031】

図３Ａは、本実施の形態による給電システム１の構成を示すブロック図であり、図３Ｂは、切替部１６ｂの構成の一例を示す回路図である。なお、従来例または実施の形態１において説明した構成については、再度の説明を省略することがある。図３Ａで示されるように、本実施の形態による給電システム１では、被給電装置１０は、切替部１６ａに代えて切替部１６ｂを備えており、電源装置２０は、測定部２４ａ、及び抵抗２５に代えて、測定部２４ｂ、及び抵抗２５ａ，２５ｂを備えている。

【0032】

切替部１６ｂは、第１のセンサ１４－１と直列に接続された第１の逆電流防止素子３３と、第２のセンサ１４－２と直列に接続された第２の逆電流防止素子３４とを備えている。また、第１及び第２の逆電流防止素子３３，３４は、並列、かつ逆向きに接続されている。すなわち、直列接続された第１のセンサ１４－１及び第１の逆電流防止素子３３と、直列接続された第２のセンサ１４－２及び第２の逆電流防止素子３４とは、流れる電流の向きが逆向きになるように並列接続されている。

【0033】

第１及び第２の逆電流防止素子３３，３４は、一方向にのみ電流を流す整流作用を有する素子であれば、その種類を問わない。第１及び第２の逆電流防止素子３３，３４は、例えば、ＰＮ接合ダイオード、ショットキーバリアダイオード、整流作用を有するように接続されたＭＯＳＦＥＴなどであってもよい。なお、第１及び第２の逆電流防止素子３３，３４としては、アノード側とカソード側との電位差が小さい観点から、整流作用を有するように接続されたＭＯＳＦＥＴを用いることが好適である。

【0034】

第１及び第２の逆電流防止素子３３，３４として、例えば、図３Ｂで示されるように、ゲートをＯＮにする電圧が低いＰ型のＭＯＳＦＥＴが用いられてもよい。図３Ｂで示されるように、第１の逆電流防止素子３３であるＰ型のＭＯＳＦＥＴは、ドレインが第１のセンサ用接点１２ａに接続され、ゲートが第１のセンサ１４－１の第２のセンサ用接点１２ｂ側の端部に接続され、ソースが第１のセンサ１４－１の他端に接続されている。また、第２の逆電流防止素子３４であるＰ型のＭＯＳＦＥＴは、ドレインが第２のセンサ用接点１２ｂに接続され、ゲートが第２のセンサ１４－２の第１のセンサ用接点１２ａ側の端部に接続され、ソースが第２のセンサ１４－２の他端に接続されている。したがって、図３Ｂにおいて、第１のセンサ１４－１には、図中の上から下に向かう方向にのみ電流が流れることになり、第２のセンサ１４－２には、図中の下から上に向かう方向にのみ電流が流れることになる。なお、抵抗２５ａ，２５ｂとの分圧に応じてＭＯＳＦＥＴのＯＮ電圧を確保できない場合には、第１及び第２の逆電流防止素子３３，３４のアノード側に印加される電位を上げてもよい。

【0035】

電源装置２０の測定部２４ｂは、第１の逆電流防止素子３３が順方向となり、第２の逆電流防止素子３４が逆方向となるように被給電装置１０に直流電流を供給して第１のセンサ１４－１に関する測定を行う。この場合には、抵抗２５ｂが、分圧電圧値を検出するための抵抗値が既知の抵抗として用いられる。また、測定部２４ｂは、第２の逆電流防止素子３４が順方向となり、第１の逆電流防止素子３３が逆方向となるように直流電流を被給電装置１０に供給して第２のセンサ１４－２に関する測定を行う。この場合には、抵抗２５ａが、分圧電圧値を検出するための抵抗値が既知の抵抗として用いられる。このように、本実施の形態では、電源装置２０から供給される直流電流の向きに応じて、切替部１６ｂが有する第１及び第２の逆電流防止素子３３，３４のうち、一方がＯＮになり、他方がＯＦＦになることによって、センサ１４の切り替えが行われることになる。すなわち、切替部１６ｂにおけるセンサ１４の切り替えが、測定部２４ｂによって制御されることになる。

【0036】

次に、本実施の形態による給電システム１における２個のセンサ１４を用いた測定について説明する。被給電装置１０が電源装置２０に装着された状態において、まず、測定部２４ｂは、第１のセンサ用接点２２ａが所定の正の電位（例えば、５Ｖなど）となるようにする。すると、第１のセンサ用接点１２ａ側から、第２のセンサ用接点１２ｂ側に電流が流れるように被給電装置１０に直流電流が供給されることになる。この場合には、第１の逆電流防止素子３３は順方向となるが、第２の逆電流防止素子３４は逆方向となる。そのため、第１のセンサ１４－１には電流が流れるが、第２のセンサ１４－２には電流が流れないことになる。したがって、測定部２４ｂは、第２のセンサ用接点２２ｂ側の電位を測定することによって、第１のセンサ１４－１の測定値を取得することができる。

【0037】

その後、測定部２４ｂは、第２のセンサ用接点２２ｂが所定の正の電位となるようにする。すると、第２のセンサ用接点１２ｂ側から、第１のセンサ用接点１２ａ側に電流が流れるように被給電装置１０に直流電流が供給されることになる。この場合には、第１の逆電流防止素子３３は逆方向となるが、第２の逆電流防止素子３４は順方向となる。そのため、第１のセンサ１４－１には電流は流れないが、第２のセンサ１４－２には電流が流れることになる。したがって、測定部２４ｂは、第１のセンサ用接点２２ａ側の電位を測定することによって、第２のセンサ１４－２の測定値を取得することができる。

【0038】

以上のように、本実施の形態による給電システム１によれば、切替部１６ｂが、第１及び第２のセンサ１４－１，１４－２とそれぞれ直列に接続され、また、互いに並列かつ逆向きに接続される第１及び第２の逆電流防止素子３３，３４を有しているため、測定部２４ｂは、電流の向きを切り替えることによって、測定対象のセンサ１４を切り替えることができ、各センサ１４の測定を行うことができる。また、実施の形態１の給電システム１と同様に、故障を回避することができ、精度の高い測定を実現することもできる。

【0039】

なお、本実施の形態による給電システム１では、切替部１６ｂは、２個のセンサ１４の切り替えに交流電圧を用いない。したがって、電源装置２０から被給電装置１０に供給される電力は、直流電力であってもよい。この場合には、例えば、電源装置２０は、直流の電源に接続されてもよく、または、例えば、バッテリなどの直流の電源を内部に備えていてもよい。また、電源回路２３は、例えば、負荷１３に供給される直流の高電圧を、センサ１４の測定用の低電圧に変換する回路であってもよい。また、負荷１３に供給される直流の電圧と、センサ１４の測定用の電圧とが同じである場合には、電源装置２０は、電源回路２３を備えていなくてもよい。

【0040】

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による給電システムについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による給電システムは、実施の形態１のセンサの切り替え手法と、実施の形態２のセンサの切り替え手法とを組み合わせることによって、４個のセンサについて測定を行うことができるようにしたものである。すなわち、交流電圧の位相に応じたセンサの切り替えと、電流の向きによるセンサの切り替えとを行うものである。

【0041】

図４は、本実施の形態による給電システム１の構成を示すブロック図である。なお、従来例または実施の形態１，２において説明した構成については、再度の説明を省略することがある。図４で示されるように、本実施の形態による給電システム１では、被給電装置１０は、切替部１６ａ，１６ｂに代えて切替部１６ｃを備えており、電源装置２０は、測定部２４ａ，２４ｂに代えて測定部２４ｃを備えている。また、被給電装置１０は、第３及び第４のセンサ１４－３，１４－４をさらに備えている。第３及び第４のセンサ１４－３，１４－４も、抵抗出力型の受動型センサであることが好適である。

【0042】

切替部１６ｃは、第１から第４の逆電流防止素子３３，３４，３９，４０と、ＡＣ位相検出回路３５，３７と、スイッチ３６，３８とを備えている。なお、本実施の形態による第１から第４の逆電流防止素子３３，３４，３９，４０は、実施の形態２の第１及び第２の逆電流防止素子３３，３４と同様のものである。第１から第４の逆電流防止素子３３，３４，３９，４０は、それぞれ第１から第４のセンサ１４－１～１４－４と直列に接続されている。また、第１から第４の逆電流防止素子３３，３４，３９，４０は並列に接続され、第１及び第４の逆電流防止素子３３，４０と、第２及び第３の逆電流防止素子３４，３９とは、逆向きに接続されている。また、ＡＣ位相検出回路３５，３７は、実施の形態１のＡＣ位相検出回路３１と同様のものであり、スイッチ３６，３８も、実施の形態１のスイッチ３２と同様のものである。なお、図４には図示していないが、測定部２４ｃは、実施の形態１のＡＣ位相検出回路４１と同様のＡＣ位相検出回路を有しているものとする。

【0043】

次に、本実施の形態による給電システム１における４個のセンサ１４を用いた測定について説明する。被給電装置１０が電源装置２０に装着された状態において、まず、測定部２４ｃは、第１のセンサ用接点２２ａが所定の正の電位となるようにする。すると、第１のセンサ用接点１２ａ側から、第２のセンサ用接点１２ｂ側に電流が流れるように被給電装置１０に直流電流が供給されることになる。この場合には、第１及び第４の逆電流防止素子３３，４０は順方向となるが、第２及び第３の逆電流防止素子３４，３９は逆方向となる。そのため、第１のセンサ１４－１には電流が流れることになり、第４のセンサ１４－４にも、スイッチ３８が閉鎖されている際には電流が流れることになるが、第２及び第３のセンサ１４－２，１４－３には電流が流れないことになる。また、ＡＣ位相検出回路３７は、交流電圧の位相に応じてスイッチ３８を開閉する。したがって、測定部２４ｃは、第２のセンサ用接点２２ｂ側の電位を測定することによって、交流電圧の位相に応じて、第１のセンサ１４－１の抵抗値、及び第１及び第４のセンサ１４－１，１４－４の合成抵抗値を測定することができ、第１及び第４のセンサ１４－１，１４－４の測定値をそれぞれ取得することができる。

【0044】

その後、測定部２４ｃは、第２のセンサ用接点２２ｂが所定の正の電位となるようにする。すると、第２のセンサ用接点１２ｂ側から、第１のセンサ用接点１２ａ側に電流が流れるように被給電装置１０に直流電流が供給されることになる。この場合には、第１及び第４の逆電流防止素子３３，４０は逆方向となるが、第２及び第３の逆電流防止素子３４，３９は順方向となる。そのため、第２のセンサ１４－２には電流が流れることになり、第３のセンサ１４－３にも、スイッチ３６が閉鎖されている際には電流が流れることになるが、第１及び第４のセンサ１４－１，１４－４には電流が流れないことになる。また、ＡＣ位相検出回路３５は、交流電圧の位相に応じてスイッチ３６を開閉する。したがって、測定部２４ｃは、第１のセンサ用接点２２ａ側の電位を測定することによって、交流電圧の位相に応じて、第２のセンサ１４－２の抵抗値、及び第２及び第３のセンサ１４－２，１４－３の合成抵抗値を測定することができ、第２及び第３のセンサ１４－２，１４－３の測定値をそれぞれ取得することができる。

【0045】

以上のように、本実施の形態による給電システム１によれば、４個のセンサ１４を切り替えることができるため、４個のセンサによる測定を行うことができる。また、実施の形態１，２の給電システム１と同様に、故障を回避することができ、精度の高い測定を実現することもできる。

【0046】

なお、上記各実施の形態において、被給電装置１０が有する切替部は、複数のセンサ１４のうち、電源装置２０に接続されるセンサ１４を適宜、切り替えることができるのであれば、上記説明のものに限定されない。また、電源装置２０が有する測定部も、切替部によるセンサ１４の切り替えに応じて各センサ１４の測定値を取得できるのであれば、上記説明のものに限定されない。

【0047】

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0048】

１ 給電システム
１０ 被給電装置
１３ 負荷
１４－１，１４－２，１４－３，１４－４ 第１～第４のセンサ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 切替部
２０ 電源装置
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 測定部
３３，３４，３９，４０ 第１～第４の逆電流防止素子

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】